英国最强大的超级计算机之一帮助科学家模拟月球形成并导致地球失去10-60%大气层的星际碰撞。杜伦大学计算宇宙学研究所的研究人员利用达勒姆大学科学技术设施委员会资助的DiRAC高性能计算设施进行了300多次超级计算机模拟，以研究不同的巨大碰撞对大气层稀薄的岩质行星的影响。主要研究人员、杜伦大学计算宇宙学研究所的Jacob Kegerreis博士表示，关于月球如何形成以及与早期地球发生巨大碰撞的其他后果的谜团，是科学家们正在努力解开的科学问题。模拟这些剧烈的碰撞已经是一个数值上的挑战，但与地球其他地方相比，大气层的密度较低，需要比典型的模拟高出一个数量级的分辨率。

DiRAC计算设施的大型内存密集型系统与改变游戏规则的SWIFT流体力学和重力代码相结合，使研究人员能够对如撞击角度、速度或行星的大小等参数进行调整，以高分辨率方式模拟碰撞行星的数百种不同情况。

虽然这些计算机模拟并不能直接告诉人们月球是如何形成的，但对地球大气层的影响可以用来缩小月球可能形成的不同方式，使人们更接近了解最近的天体邻居的起源。

DiRAC的模拟揭示了当改变其中一个或多个变量时不同的结果，有的导致大气层的损失或增益，有的甚至导致被撞击星球的完全湮灭。

研究还发现，年轻行星和大块头天体之间的慢速巨行星撞击，如果撞击者也有很多大气层，则会给行星增加大量的大气层。此项研究成果2020年9月30日发表在《The Astrophysical Journal Letters》上。

来源：英国研究与创新基金会